小明在学完铁的冶炼原理后，借鉴CO还原CuO的实验，设计了如图所示的装置，测定20g某赤铁矿石中氧化铁的质量分数．假设赤铁矿石中氧化铁全部还原为铁...

题文

小明在学完铁的冶炼原理后，借鉴CO还原CuO的实验，设计了如图所示的装置，测定20g某赤铁矿石中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数．假设赤铁矿石中氧化铁全部还原为铁且CO₂被氢氧化钠溶液完全吸收（有关反应方程式：3CO+Fe₂O₃  高温 .  2Fe+3CO₂）．现记录数据如下表：
实验前实验后洗气瓶（包括氢氧化钠溶液）156.8g 170.0g根据实验数据计算与回答：
（1）20g赤铁矿石中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数？
（2）指出上述实验设计中的不合理之处，并说明理由．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）洗气瓶内增加的重量就是生成二氧化碳的质量，所以生成的二氧化碳有：m（CO₂）=13.2 g
设20g赤铁矿石中氧化铁的质量为x．
3CO+Fe₂O₃  高温 .  2Fe+3CO₂
     160              132
      x              13.2g
160132=x13.2g
x=16 g
Fe₂O₃的质量分数为：1620×100%=80%
答：20g赤铁矿石中氧化铁的质量分数为80%．
（2）因为尾气中的一氧化碳有毒，直接排放会造成空气污染，所以实验设计中的不合理之处是尾气未处理，直接排放到空气中．
答：尾气未处理，直接排放到空气中．

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解析

 高温 . 

考点

据学分高考专家说，试题“小明在学完铁的冶炼原理后，借鉴CO还原C.....”主要考查你对 [一氧化碳还原氧化铁 ]考点的理解。

一氧化碳还原氧化铁

氧化铁自身具有氧化性，我们可以用一氧化碳还原氧化铁。
灼热的氧化铁可以和氢气（H₂）、碳（C）、一氧化碳（CO）等具有还原性物质反应，生成铁+X（氧化物）。

实验室一氧化碳还原氧化铁：
①反应原理：3CO + Fe₂O₃
2Fe + 3CO₂
②装置：

③现象：红色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰石变浑浊，尾气燃烧时产生蓝色火焰。
④实验步骤：
a.检验装置的气密性
b.装入药品并固定装置
c.通入一氧化碳气体并点燃酒精灯
d.待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热
e.当试管内的红色粉末变为黑色时，停止加热
f.待玻璃管内的固体冷却后，停止通一氧化碳，并熄灭酒精灯
⑤实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，一氧化碳在高温条件下得到了氧，生成了二氧化碳。
⑥化学反应方程式:
3CO + Fe₂O₃
2Fe + 3CO₂
CO₂+Ca（OH）₂==CaCO₃↓+H₂O
2CO+O₂
2CO₂

⑦注意事项：
a.反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
b.CO有剧毒，实验应在通风橱中进行，未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO₂)以防止污染空气。
c.操作顺序：CO要“早出晚归”，洒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO，排尽装置内的空气，防止CO 与空气混合，加热时发生爆炸；实验完毕后要继续通入 CO气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化。